JP2003303688A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気エネルギーの利用効率が高く、高輝度かつ
高色純度の赤色発光素子を提供する。 【解決手段】陽極と陰極の２つの電極間に発光層を含む
有機薄膜が形成された、電気エネルギーにより発光する
素子であって、該素子は少なくとも下記一般式（Ａ）に
示す化合物を含有することを特徴とする発光素子。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通電によって層状
に形成した有機化合物が発光する、有機薄膜を利用した
発光素子であって、表示素子、フラットパネルディスプ
レイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、
電子写真機、光信号発生器などの分野に利用可能な発光
素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の有機薄膜を利用した発光素子の
構成は、陰極である金属電極と陽極である透光性の透明
電極との間に、互いに積層された有機蛍光体薄膜(発光
層)及び正孔輸送層が配された２層構造(シングルへテロ
構造)のもの及び、金属電極と透明電極との間に互いに
積層された電子輸送層、発光層及び正孔輸送層が配され
た３槽構造(ダブルへテロ構造)のものが知られている。
ここで、正孔輸送層は、陽極から正孔を注入させやすく
する機能と電子をブロックする機能とを有し、電子輸送
層は、陰極から電子を注入させやすくする機能を有して
いる。これら有機薄膜を利用した発光素子において、透
明電極の外側にはガラス、プラスチック及び適宜の材料
を用いた基板が配されている。金属電極から注入された
電子と透明電極から注入された正孔が両極に挟まれた有
機薄膜内で再結合することにより、励起子が生じ、この
励起子が放射失活する過程で光を放ち、この光が透明電
極及び硝子基板を介して外部に放出される。この素子
は、薄型、低駆動電圧下での高輝度発光、発光させる材
料を選ぶことにより多色発光出来ることが特徴である。

【０００３】イーストマンコダック社の研究グループが
提示した「Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ ａｎｄＳ．Ａ．ＶａｎＳ
ｌｉｋｅ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１，９１
３（１９８７）」によれば、有機積層薄膜発光素子の代
表的な構成は、ＩＴＯガラス基板上に正孔輸送性のジア
ミン化合物、発光層兼電子輸送層であるトリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム錯体、そして陰極としてＭ
ｇ：Ａｇを順次設けたものである。

【０００４】カラーディスプレイ上の画像又は文字情報
をフルカラーで表示するには、一般にはレッド（Ｒ），
グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）による加法混色によって
行われる。画像又は文字情報をディスプレイ上に忠実に
再現するには、使用する色素、中でもＲＧＢに発色する
色素には出来るだけＲＧＢそれぞれの標準に近い色相を
有し、且つ鮮明であることが望まれる。現在、低分子化
合物を蒸着した緑色発光材料が最も完成度が高く、輝
度、耐久性共に充分なレベルとなっているが、赤色発光
材料と青色発光材料、特に赤色発光材料において耐久性
に優れ十分な輝度と色純度特性を示すものがないことが
課題となっている。

【０００５】赤色発光材料としては、ビス（ジイソプロ
ピルフェニル）ペリレンなどのペリレン系、ポルフィリ
ン系、ユーロピウム錯体（Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．，１２
６７（１９９１）、ジュロリジン置換スチリル化合物
（特開２００１−４３９７４）などが挙げられる。

【０００６】更に発光材料の主成分であるホスト材料
に、ドーパント材料という補助的な成分を含有させる、
ドーピングという方法もある。つまりホスト材料の中に
微量の赤色蛍光化合物をドーパントとして含有させて、
発光色（発光の波長）を所望の色に変化させる方法であ
る。ホスト材料としては、トリス（８−キノリノラト）
アルミニウム錯体（アルミオキシン）を始めとするキノ
リノール誘導体の金属錯体、ビス（１０−ベンゾキノリ
ノラト）ベリリウム錯体、ジアリールブタジエン誘導
体、スチルベン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベ
ンゾチアゾール誘導体、ペリノン誘導体、ナフタルイミ
ド誘導体などがあげられる。その中にドーパントとして
４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジ
メチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、金
属フタロシアニン（ＭｇＰｃ、ＡｌＰｃＣｌなど）化合
物、スクアリリウム化合物、ビオラントロン化合物、ナ
イルレッド、５−シアノピロメテンーＢＦ₄錯体（特開
平１１−１７６５７２）等赤色蛍光化合物をドーピング
することによって赤色発光させている。

【０００７】しかし、従来技術に用いられる発光材料
（ホスト材料、ドーパント材料）には、発光効率が低く
高い輝度が得られないものや、ドーピングしても色純度
が悪くオレンジがかった発光しか得られないものや、耐
久性が低く素子寿命の短いものが多く、特に赤色発光材
料（ホスト材料およびドーパント材料）に関しては、色
純度と輝度が両立したものが少ないことが大きな問題で
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題を解決し、発光効率が高い赤色発光素子のための
ドーパント材料（ゲスト材料）及び高輝度かつ高色純度
の発光素子を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、特定の化
合物を赤色発光素子として用いることにより前記課題が
解決されることを見出し本発明を完成させたものであ
る。即ち本発明は、（１）陽極と陰極の電極間に、１層
または複数層の有機薄膜が形成された、電気エネルギー
により発光する素子であって、前記有機薄膜に下記一般
式（Ａ）に示す化合物を含有することを特徴とする発光
素子、

【００１０】

【化２】 （式（Ａ）において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、
Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁及びＲ₁₂は、同一であって
も異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、置換
もしくは未置換のカルバモイル基、置換もしくは未置換
のスルファモイル基、置換もしくは未置換のアミノ基、
シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、置換も
しくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリ
ール基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もし
くは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の
アリールチオ基、置換もしくは未置換のアルキルチオ基
を表し、それぞれの置換基は隣接する基どうしが互いに
連結して環を形成しても良い。Ｘは酸素原子又はイオウ
原子を表す。） （２）前記一般式（Ａ）において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄
が、水素原子である（１）に記載の発光素子、（３）前
記一般式（Ａ）において、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、
Ｒ₁₀、Ｒ₁₁及びＲ₁₂の置換もしくは未置換のアルキル基
がＣ１〜Ｃ１２アルキル基であり、置換もしくは未置換
のアリール基がＣ６〜Ｃ１６アリール基であり、置換も
しくは未置換のアルコキシ基がＣ１〜Ｃ１２アルコキシ
基であり、置換もしくは未置換のアリールオキシ基がＣ
６〜Ｃ１６アリールオキシ基である（１）または（２）
に記載の発光素子、（４）前記一般式（Ａ）において、
Ｘがイオウ原子である（１）ないし（３）のいずれか一
項に記載の発光素子、（５）前記有機薄膜が少なくとも
正孔輸送層と発光層との積層構造を有することを特徴と
する（１）ないし（４）のいずれか一項に記載の発光素
子、（６）陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰
極を順次積層することを特徴とする（５）に記載の発光
素子、（７）ホスト材料とドーパント材料からなる発光
層を有する有機薄膜において、前記一般式（Ａ）の化合
物をドーパント材料として含有することを特徴とする
（１）ないし（６）のいずれか一項に記載の発光素子、
（８）ホスト材料としてペリノン誘導体を含有する
（７）に記載の発光素子、（９）マトリクス及び／また
はセグメント方式によって表示するディスプレイである
ことを特徴とする（１）ないし（８）のいずれか一項に
記載の発光素子、に関する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。

【００１２】本発明において使用されうる陽極として
は、酸化錫、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴ
Ｏ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの導電性金属
酸化物、あるいは金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化
銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポ
リピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが
挙げられ、特に限定されるものでないが、ＩＴＯガラス
やネサガラスを用いることが特に望ましい。透明電極の
抵抗は素子の発光に十分な電流が供給できるものであれ
ば限定されないが、素子の消費電力の観点からは低抵抗
であることが望ましい。例えば３００Ω／□以下のＩＴ
Ｏ基板であれば素子電極として機能するが、１０Ω／□
程度の基板の供給も可能になっていることから、可能な
限り低抵抗品を使用することが望ましい。ＩＴＯの厚み
は抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常１０
０〜３００ｎｍの間で採用される。また、ガラス基板は
ソーダライムガラス、無アルカリガラスなどが用いら
れ、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよく、
０．５ｍｍ以上の厚みがあれば十分である。ガラスの材
質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよ
く、無アルカリガラスの方が好ましい。ＳｉＯ₂などの
バリアコートを施したソーダライムガラスも市販されて
いるのでこれらも使用できる。ＩＴＯ膜形成方法は、電
子線ビーム法、スパッタリング法、化学反応法など通常
のものが採用出来、特に制限を受けるものではない。

【００１３】陰極材料としては、電子を本有機薄膜に効
率良く注入できる物質であれば特に限定されないが、一
般に白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、
インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、カルシウム、マグネシウムなどがあげられ、電子注
入効率をあげて素子特性を向上させるためにリチウム、
ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムまた
はこれら低仕事関数金属を含むアルミニウムもしくは銀
等の安定な金属との合金、或いはこれらを積層した構造
を使用できる。積層構造の電極にはフッ化リチウムのよ
うな無機塩の使用も可能である。また、基板側でなく基
板上方へ発光を取り出すため、低温で製膜可能な透明電
極を使用しても良い。更に白金、金、銀、銅、鉄、錫、
アルミニウム、インジウムなどの金属、またはこれらの
金属を含む合金、そしてシリカ、チタニア、窒化ケイ
素、酸化珪素、窒化酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムなど
の無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水
素系高分子、フッ素系高分子などで本発明の発光素子を
保護し、酸化バリウム、五酸化リン、酸化カルシウム等
の脱水剤と共に本発明の発光素子を封止することが好ま
しい。

【００１４】本発明における有機薄膜は、陽極と陰極の
電極間に、１層または複数層形成される。その有機薄膜
に式（Ａ）に示す化合物を含有することにより、電気エ
ネルギーにより発光する素子が得られる。

【００１５】本発明における有機薄層構成は、１）、正
孔輸送層／電子輸送性発光層、２）、正孔輸送層／発光
層／電子輸送層、３）、正孔輸送性発光層／電子輸送
層、４）、正孔輸送層／発光層／正孔阻止層、５）、正
孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層、６）、正
孔輸送性発光層／正孔阻止層／電子輸送層、そして
７）、１）ないし６）の組み合わせのそれぞれにおい
て、正孔輸送層もしくは正孔輸送性発光層の前に正孔注
入層を更にもう一層付与した形態、更に８）、１）ない
し７）の組合わせにおいて使用する物質をそれぞれ混合
して一層に混合した形態のいずれであってもよい。即
ち、素子構成としては、上記１）〜７）の多層積層構造
の他に８）のようにバイポーラー性の発光材料単独また
は発光材料と正孔輸送材料や電子輸送材料を含む層を一
層設けるだけでもよい。

【００１６】正孔輸送層は通常正孔輸送性物質単独また
は二種類以上の物質を積層、混合することにより形成さ
れ、正孔輸送性物質としてはＮ，Ｎ'−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ'−ジ（３−メチルフェニル）−４，４'−ジフェ
ニル−１，１'−ジアミン、Ｎ，Ｎ'−ジナフチル−Ｎ，
Ｎ'−ジフェニル−４，４'−ジフェニル−１，１'−ジ
アミンなどのトリフェニルアミン類、ビス（Ｎ−アリル
カルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾー
ル）類、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒド
ラゾン系化合物、オキサジアゾール誘導体やポルフィリ
ン誘導体に代表される複素環化合物、ポリマー系では前
記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘
導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどが好ま
しく使用できる。素子作製に必要な薄膜を形成し、陽極
から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物
であれば特に限定されるものではない。陽極正孔注入性
を向上するため正孔輸送層と陽極の間に設ける正孔注入
層としては、フタロシアニン誘導体、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ
等のスターバーストアミン類、高分子系ではＰＥＤＯＴ
等のポリチオフェン誘導体等が挙げられる。

【００１７】電子輸送性層は電子輸送性物質単独または
二種類以上の物質を積層、混合することにより形成さ
れ、電子輸送性物質としては、電界を与えられた電極間
において負極からの電子を効率良く輸送することが出
来、電子注入効率が高く、注入された電子を効率良く輸
送することが出来るものが好ましい。そのためには電子
親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安
定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用
時に発生しにくい物質であることが好ましい。このよう
な条件を満たす物質として、トリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム錯体に代表されるキノリノール誘導体
金属錯体、トロポロン金属錯体、ペリレン誘導体、ペリ
ノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ビススチリル誘
導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、ベン
ゾオキサゾール誘導体、キノキサリン誘導体などが挙げ
られるが特に限定されるものではない。これらの電子輸
送材料は単独でも用いられるが、異なる電子輸送材料と
積層または混合して使用しても構わない。

【００１８】正孔阻止層は正孔阻止性物質単独または二
種類以上の物質を積層、混合することにより形成され、
正孔阻止性物質としてはバソフェナントロリン、バソキ
ュプロイン等のフェナントロリン誘導体、シロール誘導
体、キノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘
導体、オキサゾール誘導体などが好ましいが、正孔が陰
極側から素子外部に流れ出てしまい発光効率が低下する
のを阻止することができる化合物であれば特に限定され
るものではない。

【００１９】発光層は強い発光性を有する正孔輸送層、
強い発光性を有する電子輸送層とも言い換えられるが、
発光材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成さ
れ、これはホスト材料とドーパント材料との混合物であ
っても、ホスト材料単独であってもいずれでもよいが、
ドーパント材料を併用することが好ましい。ホスト材料
とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数
の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント
材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含
まれていても、いずれであってもよい。また、ドーパン
ト材料は積層されていても、分散されていても、いずれ
であってもよい。

【００２０】正孔輸送性発光層は発光性を有する正孔輸
送層、電子輸送性発光層は発光性を有する電子輸送層と
も言い換えられ、正孔輸送層、発光層、電子輸送層に使
用しうる物質から適宜選択し使用できる。

【００２１】本発明における有機薄膜のうち、発光層、
正孔輸送性層、電子輸送層の１層または複数層に、式
（Ａ）に示す化合物を含有させることにより、電気エネ
ルギーにより発光する素子が得られる。

【００２２】綺麗な赤色発光による表示を行わせるため
には、発光スペクトルのピーク波長が５８０ｎｍ以上６
９０ｎｍ以下、より好ましくは６００ｎｍ以上６７０ｎ
ｍ以下の範囲内であり、半値幅が１００ｎｍ以下である
ことが望ましい。発光スペクトルは、できるだけ単一ピ
ークであることが好ましいが、場合によっては他のピー
クとの重なりによって複数の極大点を有したり、ピーク
の裾に肩が現れることもある。本発明において、ピーク
波長とは発光中心波長に値する主ピークの波長である。

【００２３】本発明における式（Ａ）で表される化合物
について詳細に説明する。式（Ａ）で表される化合物の
アシル基としてはアルキルカルボニル基またはアリール
カルボニル基が挙げられ、アルキルカルボニル基として
は、好ましくは炭素数２〜炭素数１１であり、例えばア
セチル基、トリフルオロメチルカルボニル基などが挙げ
られ、アリールカルボニル基としては、好ましくは炭素
数５〜炭素数１１であり、例えばベンゾイル基、ナフト
イル基、フロイル基等が挙げられる。アルコキシカルボ
ニル基としては、好ましくは炭素数２〜炭素数７であ
り、例えばメトキシカルボニル基、トリフルオロメチル
オキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキ
シカルボニル基、イソプロピルオキシカルボニル基、ブ
チルオキシカルボニル基、シクロへキシルオキシカルボ
ニル基等が挙げられる。置換もしくは未置換のアルキル
基としては、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましく
は炭素数１〜１２であり例えばメチル基、エチル基、プ
ロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、
ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、
アダマンチル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、
ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、
メトキシプロピル基、２−ヒドロキシプロピル基、２−
エチルヘキシル基、イソプロピルオキシプロピル基、イ
ソブチルオキシプロピル基、エトキシプロピル基、イソ
プロピルオキシフェニルエチル基、ナフトメチル基、ト
リフロロメチル基等が挙げられる。置換もしくは未置換
のアリール基としては、好ましくは炭素数６〜２０、よ
り好ましくは炭素数６〜１６であり例えばフェニル基、
ナフチル基、フルオレニル基、ビフェニル基、ピレニル
基、エチルカルバゾイル基、アントラニル基、トルイル
基、ジイソプロピルフェニル基、フェナントリル基等が
挙げられる。置換もしくは未置換のアリールオキシ基と
しては、好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭
素数６〜１４であり、例えばフェノキシ基、４−ｔ−ブ
チルフェノキシ基、２，４−ジーｔ−ブチルフェノキシ
基、４−ヘキシルフェノキシ基、４−オクチルフェノキ
シ基、ビフェニルオキシ基、ナフチルオキシ基等が挙げ
られる。置換もしくは未置換のアルコキシ基としては、
好ましくは炭素数１〜１２、より好ましくは炭素数１〜
６であり、例えばメトキシ基、エトキシ基、イソプロポ
キシ基、ブトキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ノルボ
ニルオキシ基、アダマンチルオキシ基、フェノキシプロ
ピルオキシ基、メトキシプロピルオキシ基等が挙げられ
る。置換もしくは未置換のアルキルチオ基としては、好
ましくは炭素数１〜１２、より好ましくは炭素数１〜６
であり、例えばメチルチオ基、エチルチオ基等が挙げら
れる。置換もしくは未置換のアリールチオ基としては、
好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜
１４であり、例えばフェニルチオ基、トルイルチオ基等
が挙げられる。置換もしくは未置換のカルバモイル基と
しては、好ましくは炭素数１〜１２であり例えば、カル
バモイル基、ジメチルカルバモイル基、ジエチルカルバ
モイル基、ジイソプロピルカルバモイル基、シクロヘキ
シルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基等が挙げ
られる。置換もしくは未置換のスルファモイル基として
は、好ましくは炭素数０〜１２であり例えば、スルファ
モイル基、ジエチルスルファモイル基、フェニルスルフ
ァモイル基、ジイソプロピルスルファモイル基、ジブチ
ルスルファモイル基、シクロヘキシルスルファモイル
基、アダマンチルスルフェモイル基等があげられる。置
換もしくは未置換のアミノ基としては、好ましくは炭素
数２〜１２であり例えば、ジメチルアミノ基、ジエチル
アミノ基、ジブチルアミノ基、ジプロピルアミノ基等の
ジアルキルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ｔ−ブ
チルアミノ基等のアルキルもしくはシクロアルキルアミ
ノ基、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基、ピ
ロリジノ基、ピペリジノ基等の環状アミノ基等が挙げら
れる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、
臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。一般式（Ａ）にお
いて隣接する基が連結して形成される環は、通常の炭化
水素環でもヘテロ環でも良い。環の大きさは５〜７員環
が好ましく、５、６員環がより好ましい。

【００２４】これら置換基を有してもよいアルキル基、
シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、ア
ルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリ
ールチオ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、
アリールアミノ基、ジアリールアミノ基に結合する置換
基としては、シアノ基；ニトロ基；ヒドロキシ基；カル
ボキシル基；スルホニル基；テトラヒドロフリル基；ト
リメチルシリル基、前述に述べたのと同様のハロゲン原
子；前述に述べたのと同様のアルコキシ基；メトキシエ
トキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ
基、メトキシプロポキシ基、エトキシプロポキシ基、メ
トキシブトキシ基、エトキシブトキシ基等の炭素数２〜
１２のアルコキシアルコキシル基；アリルオキシ基；前
述に述べたのと同様のアリールオキシ基；メチルスルホ
ニルアミノ基、エチルスルホニルアミノ基、ｎ−プロピ
ルスルホニルアミノ基、イソプロピルスルホニルアミノ
基、ｎ−ブチルスルホニルアミノ基、ｔｅｒｔ−ブチル
スルホニルアミノ基、ｓｅｃ−ブチルスルホニルアミノ
基、ｎ−ペンチルスルホニルアミノ基、ｎ−ヘキシルス
ルホニルアミノ基等の炭素数１〜６のアルキルスルホニ
ルアミノ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニ
ル基、ｎ−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカ
ルボニル基、ｎ−ブトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−ブ
トキシカルボニル基、ｓｅｃ−ブトキシカルボニル基、
ｎ−ペンチルオキシカルボニル基、ｎ−ヘキシルオキシ
カルボニル基等の炭素数２〜７のアルコキシカルボニル
基；メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキ
シ基、ｎ−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピル
カルボニルオキシ基、ｎ−ブチルカルボニルオキシ基、
ｔｅｒｔ−ブチルカルボニルオキシ基、ｓｅｃ−ブチル
カルボニルオキシ基、ｎ−ペンチルカルボニルオキシ
基、ｎ−ヘキシルカルボニルオキシ基等の炭素数２〜７
のアルキルカルボニルオキシ基；メトキシカルボニルオ
キシ基、エトキシカルボニルオキシ基、ｎ−プロポキシ
カルボニルオキシ基、イソプロポキシカルボニルオキシ
基、ｎ−ブトキシカルボニルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブト
キシカルボニルオキシ基、ｓｅｃ−ブトキシカルボニル
オキシ基、ｎ−ペンチルオキシカルボニルオキシ基、ｎ
−ヘキシルオキシカルボニルオキシ基等の炭素数２〜７
のアルコキシカルボニルオキシ基；前述に述べたのと同
様の炭素数６〜１２のアリール基等が挙げられる。本発
明における式（Ａ）で表される化合物を合成する方法と
しては、特開２００１−５９０６０に記載の方法により
合成する事が出来る。式（Ａ）に示した化合物の好適な
例として、下記のような構造式のものが挙げられる。

【００２５】

【化３】

【００２６】

【化４】

【００２７】

【化５】

【００２８】

【化６】

【００２９】

【化７】

【００３０】

【化８】

【００３１】

【化９】

【００３２】本発明における式（Ａ）の化合物は、赤色
発光材料であり、主にドーパント材料として使用するこ
とができるが、発光層中にドーパント材料として用いる
のがより好ましい。ホスト材料としては前述した、従来
から用いられているものを適宜用いることが出来るが、
ペリノン誘導体ホスト材料との組み合わせで用いる事が
より好ましい。本発明における式（Ａ）の化合物は赤色
発光材料へのドーパントとして好適に用いることができ
るが、更に発光輝度及び色純度の向上した赤色発光を得
る為に式（Ａ）の化合物を複数混合して用いたり、既知
のドーパント材料の一種類以上を式（Ａ）の化合物と混
合して用いてもよい。用いうる既知のドーパントとし
て、好ましくは蛍光ピーク波長が５８０ｎｍ以上６９０
ｎｍ以下、より好ましくは６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以
下の有機蛍光物質を含有させる事が出来る。具体的には
従来から知られている、ビス（ジイソプロピルフェニ
ル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのペリレン誘
導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイル
アセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯
体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−
メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−
ピラン（ＤＣＭ）やその類縁体、マグネシウムフタロシ
アニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属
フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラ
ビン誘導体、クマリン誘導体、オキサジン化合物、スク
アリリウム化合物、ビオラントロン化合物、ナイルレッ
ド、５−シアノピロメテンーＢＦ₄錯体等のピロメテン
誘導体、アントラピリドン誘導体、キサンテン誘導体な
どを用いることが出来るが特にこれらに限定されるもの
ではない。

【００３３】ドーパントの量は、多すぎると濃度消光現
象が起きることがあるため、通常ホスト材料に対して１
０重量％以下で用いることが好ましく、更に好ましくは
５重量％以下である。

【００３４】以上の正孔輸送層、発光層、電子輸送層、
正孔輸送性発光層、電子輸送性発光層、正孔阻止層に用
いられる材料は単独で各層を形成することができるが、
高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリスチレンスルホン酸、ポリ（Ｎ
−ビニルカルバゾール）、ポリ（メチル）（メタ）アク
リレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、
ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタ
ジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、
ポリサルフォン、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸
ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶
性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬
化性樹脂などに溶解もしくは分散、更にはアルキレン基
等の連結基によって上記樹脂にペンダント状に化学結合
させて用いることも可能である。

【００３５】有機薄膜の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電
子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティ
ング法など特に限定されるものではないが、通常は、抵
抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着が特性面で好ましい。層の
厚みは、発光物質の抵抗値にもよるので限定することは
できないが、通常０．５〜１０００ｎｍの間から選ばれ
る。

【００３６】発光層におけるドーパント材料をホスト材
料にドーピングする方法としては、ホスト材料との共蒸
着法によって形成することができるが、ホスト材料と予
め混合してから同時に蒸着しても良い。また、ホスト材
料にサンドイッチ状に挟んで使用することも可能であ
る。この場合、一層でも二層以上ホスト材料と積層して
も良い。

【００３７】電気エネルギーとしては主に直流電流が採
用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能
である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子
の消費電力、寿命を考慮するとできるだけ低いエネルギ
ーで最大の輝度が得られるようにすることが好ましい。

【００３８】本発明におけるマトリクスとは、表示のた
めの画素が格子状に配置されたものをいい、画素の集合
で文字や画像を表示する。画素の形状、サイズは用途に
よって決まる。例えばパソコン、モニター、テレビの画
像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四
角形もしくは円形の画素が用いられるし、表示パネルの
ような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダー
の画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同
じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合に
は、赤、緑、青の画素を並べて表示させる必要がある。
このカラー表示は、典型的にはデルタタイプとストライ
プタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法と
しては、線順次駆動方法（パッシブタイプ）やアクティ
ブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構
造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮し
た場合、アクティブマトリックスの方が優れるので、こ
れも用途によって使い分けることが必要である。

【００３９】本発明におけるセグメント方式とは、予め
決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決
められた領域を発光させる。例えば、デジタル時計や温
度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調
理器などの動作状態表示、自動車のパネル表示などがあ
げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表
示は同じパネルの中に共存していてもよい。

【００４０】本発明の発光素子は、バックライトにも用
いることができる。この場合、有色光を発するものでも
白色光を発するものでもいずれでも使用できる。白色光
を発するものは、例えば従来から用いられている青色ま
たは緑色の発光材料と併用することにより得られる。又
有色光を発するものでも、他の従来から用いられている
青色または緑色の発光素子と併用し、それぞれ同時に発
光させることにより白色光が得られる。バックライトと
は、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目
的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ機器、
自動車パネル、表示板、標識などに使用される。特に液
晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン
用途のバックライトは、従来方式のものが蛍光灯や導光
板からなっているため薄型化が困難であるが本発明の発
光素子を用いたバックライトは、薄型、軽量が特徴にな
る。

【００４１】本発明による発光素子は、色純度の高い赤
色の発光を与え、低エネルギーでも十分な輝度を有す
る。

【００４２】

【実施例】以下、実施例および比較例をあげて本発明を
更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限
定されるものではない。

【００４３】実施例１ ＩＴＯ透明導電膜を１５０ｎｍ堆積させたガラス基板
（東京山容真空（株）製、１４Ω／□以下）を２５×２
５ｍｍに切断、エッチングを行った。得られた基板を中
性洗剤で１０分間超音波洗浄、イオン交換水で５分×２
回超音波洗浄、アセトンで５分×２回超音波洗浄、続い
てイソプロピルアルコールで５分間×２回超音波洗浄
し、この基板を素子を作製する直前に３０分間ＵＶ−オ
ゾン洗浄し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空
度が１×１０^-4Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱
法によって、まず正孔輸送材料としてＮ，Ｎ'−ジフェ
ニル−Ｎ，Ｎ'−α―ナフチル−１，１'−ジフェニル−
４，４'−ジアミン（α―ＮＰＤ）を５０ｎｍの厚さに
蒸着し、正孔輸送層を形成した。次にホスト材料として
下記化合物（Ｂ）を、ドーパント材料として前記化合物
例１（ＤＭＦ中の蛍光ピーク波長は、６４５ｎｍ）をホ
スト材料に対しての濃度が５ｗｔ％になるように用い
て、６０ｎｍの厚さに共蒸着し、発光層を形成した。次
に重量比９１：９のＭｇ−Ａｇを２００ｎｍ蒸着して陰
極を形成し、２×３ｍｍ角の発光素子を作製した。

【００４４】

【化１０】 この発光素子は、ＸＹＺ表色系色度座標において（ｘ＝
０．６９、ｙ＝０．３０）（以下同様）の赤色発光を示
し、印加電圧１３Ｖで１２ｃｄ／ｍ²の発光が得られ
た。

【００４５】実施例２ 実施例１と同様にして処理した基板に、抵抗加熱法によ
って、まず正孔注入材料として銅フタロシアニンを１０
ｎｍの厚さに蒸着し正孔注入層を形成し、次に正孔輸送
材料としてＮ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−α―ナフチ
ル−１，１'−ジフェニル−４，４'−ジアミン（α―Ｎ
ＰＤ）を５０ｎｍの厚さに蒸着し正孔輸送層を形成し
た。次にホスト材料として上記化合物Ｂを、ドーパント
材料として前記化合物例１をホスト材料に対しての濃度
が４ｗｔ％になるように用いて、６０ｎｍの厚さに共蒸
着して発光層を形成した。次に電子注入層としてフッ化
リチウムを０．５ｎｍ形成し、次にアルミニウムを２０
０ｎｍ蒸着して陰極を形成し、２×３ｍｍ角の素子を作
製した。

【００４６】この発光素子は、発光色度座標で（０．６
９、０．３０）の赤色発光を示し、印加電圧７Ｖで１０
０ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。

【００４７】実施例３ ドーパント材料として化合物例１の代わりに化合物例７
を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作成
した。

【００４８】この発光素子は、発光色度座標で（０．６
８、０．３１）の赤色発光を示し、印加電圧１１Ｖで１
９ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。

【００４９】実施例４ ドーパント材料として化合物例１の代わりに化合物例１
８を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作
成した。

【００５０】この発光素子は、発光色度座標で（０．６
９、０．３１）の赤色発光を示し、印加電圧１０Ｖで７
０ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。

【００５１】実施例５ ドーパント材料として化合物例１の代わりに化合物例９
を用いた以外は、実施例１と同様にして発光素子を作製
した。

【００５２】この発光素子は、発光色度座標で（０．７
０、０．３０）の赤色発光を示し、印加電圧１１Ｖで１
２ｃｄ／ｍ²の発光が得られた。

【００５３】

【発明の効果】本発明により、高色純度、高輝度の赤色
ドーパント材料および赤色発光素子を提供できる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極と陰極の電極間に、１層または複数層
   の有機薄膜が形成された、電気エネルギーにより発光す
   る素子であって、前記有機薄膜に下記一般式（Ａ）に示
   す化合物を含有することを特徴とする発光素子。 【化１】 （式（Ａ）において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆、
   Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁及びＲ₁₂は、同一であって
   も異なっていても良く、水素原子、ハロゲン原子、置換
   もしくは未置換のカルバモイル基、置換もしくは未置換
   のスルファモイル基、置換もしくは未置換のアミノ基、
   シアノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、置換も
   しくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリ
   ール基、置換もしくは未置換のアルコキシ基、置換もし
   くは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換の
   アリールチオ基、置換もしくは未置換のアルキルチオ基
   を表し、それぞれの置換基は隣接する基どうしが互いに
   連結して環を形成しても良い。Ｘは酸素原子又はイオウ
   原子を表す。）
2. 【請求項２】前記一般式（Ａ）において、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ
   ₃、Ｒ₄が、水素原子である請求項１に記載の発光素子。
3. 【請求項３】前記一般式（Ａ）において、Ｒ₅、Ｒ₆、Ｒ
   ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀、Ｒ_{1 1}及びＲ₁₂の置換もしくは未置
   換のアルキル基がＣ１〜Ｃ１２アルキル基であり、置換
   もしくは未置換のアリール基がＣ６〜Ｃ１６アリール基
   であり、置換もしくは未置換のアルコキシ基がＣ１〜Ｃ
   １２アルコキシ基であり、置換もしくは未置換のアリー
   ルオキシ基がＣ６〜Ｃ１６アリールオキシ基である請求
   項１または２に記載の発光素子。
4. 【請求項４】前記一般式（Ａ）において、Ｘがイオウ原
   子である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の発光
   素子。
5. 【請求項５】前記有機薄膜が少なくとも正孔輸送層と発
   光層との積層構造を有することを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれか一項に記載の発光素子。
6. 【請求項６】陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、
   陰極を順次積層することを特徴とする請求項５に記載の
   発光素子。
7. 【請求項７】ホスト材料とドーパント材料からなる発光
   層を有する有機薄膜において、前記一般式（Ａ）の化合
   物をドーパント材料として含有することを特徴とする請
   求項１ないし６のいずれか一項に記載の発光素子。
8. 【請求項８】ホスト材料としてペリノン誘導体を含有す
   る請求項７に記載の発光素子。
9. 【請求項９】マトリクス及び／またはセグメント方式に
   よって表示するディスプレイであることを特徴とする請
   求項１ないし８のいずれか一項に記載の発光素子。